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发动机冷却系统流固耦合稳态传热三维数值仿真 被引量：35
1
作者 李迎 俞小莉 +1 位作者 陈红岩 李孝禄 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期252-257,共6页
为解决发动机传热计算时冷却水与缸套、机体之间的流动与传热耦合边界问题,建立了发动机活塞组—缸套—冷却水—机体三维流固耦合系统,并利用有限元分析软件的流固耦合计算功能,把单个零件的传热外边界条件处理成内边界,使得传热仿真更... 为解决发动机传热计算时冷却水与缸套、机体之间的流动与传热耦合边界问题,建立了发动机活塞组—缸套—冷却水—机体三维流固耦合系统,并利用有限元分析软件的流固耦合计算功能,把单个零件的传热外边界条件处理成内边界,使得传热仿真更合理更简单。以某增压柴油机为例,用有限元分析软件ANSYS对建立的三维流固耦合模型进行了稳态传热数值仿真,得到了耦合系统的温度场和流场云图。与标定工况下活塞和缸套的温度场测量数据进行了对比分析,结果表明:仿真结果与实测数据吻合较好,误差控制在800/以内。由此说明应用流固耦合仿真方法可以较好地模拟发动机稳态传热。 展开更多
关键词 流固耦合 稳态传热 数值仿真 发动机
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流固耦合仿真技术在发动机稳态传热计算中的应用 被引量：24
2
作者 李迎 陈红岩 俞小莉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期19-22,27,共5页
为解决发动机传热研究中冷却水与缸套、机体之间的流动与传热问题,将有限元软件中提供的流固耦合仿真技术应用到发动机稳态传热计算中。建立了发动机活塞组-缸套-冷却水-机体流固耦合传热模型,该模型既包括了固体与固体之间的接触传热,... 为解决发动机传热研究中冷却水与缸套、机体之间的流动与传热问题,将有限元软件中提供的流固耦合仿真技术应用到发动机稳态传热计算中。建立了发动机活塞组-缸套-冷却水-机体流固耦合传热模型,该模型既包括了固体与固体之间的接触传热,也包括了流体与固体之间的耦合传热。同时,零件之间的传热边界条件也变得既简单又合理。以某型号柴油机为例进行了有限元仿真计算,并与活塞和缸套的温度场测量数据进行了对比分析。结果表明:仿真结果与试验测量数据误差较小,应用流固耦合仿真方法可以较好的模拟发动机稳态传热状态。 展开更多
关键词 内燃机 流固耦合 数值仿真 发动机 稳态传热
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柴油机流固耦合传热仿真研究 被引量：21
3
作者 陈红岩 李迎 李孝禄 《中国计量学院学报》 2006年第4期284-288,共5页
为解决发动机活塞组-缸套-冷却水-机体之间传热边界条件难以确定的问题,尤其是冷却水和缸套、机体之间的流固边界的温度和换热系数,将这几个部件作为一个耦合系统进行传热研究.该系统既包括了流体和固体之间的流动与传热的耦合,也包括... 为解决发动机活塞组-缸套-冷却水-机体之间传热边界条件难以确定的问题,尤其是冷却水和缸套、机体之间的流固边界的温度和换热系数,将这几个部件作为一个耦合系统进行传热研究.该系统既包括了流体和固体之间的流动与传热的耦合,也包括了固体与固体之间的耦合传热.利用有限元分析软件的流固耦合计算功能,以所建立的某增压柴油机的流固耦合系统为例进行了仿真计算,得到了耦合系统的温度场和流场.这样把单个零件的传热外边界条件变成内边界,使得传热仿真更合理更简单.和实验测量值的对比结果表明:仿真结果与实测数据吻合较好,用流固耦合方法模拟柴油机活塞组-缸套-冷却水-机体之间的稳态传热是可行的. 展开更多
关键词 柴油机 流场 温度场 流固耦合 传热仿真
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考虑沸腾换热的内燃机流固耦合传热分析 被引量：20
4
作者 刘国庆 舒歌群 +2 位作者 张志福 杨俊伟 周君 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期543-548,共6页
某发动机在开发过程中缸套顶部出现机油结焦现象.为分析原因,建立了该发动机缸盖缸体整机耦合传热模型,通过CFD三维仿真获得冷却水侧及缸内燃气侧的温度和对流换热系数分布,并映射至对应结构分析边界单元,建立了整机结构传热分析的边界... 某发动机在开发过程中缸套顶部出现机油结焦现象.为分析原因,建立了该发动机缸盖缸体整机耦合传热模型,通过CFD三维仿真获得冷却水侧及缸内燃气侧的温度和对流换热系数分布,并映射至对应结构分析边界单元,建立了整机结构传热分析的边界条件;同时基于BDL单相流沸腾换热模型编写相关子程序考虑了沸腾换热的影响,求解分析了该发动机试验状态下的温度场,并进行了优化.计算表明,结焦现象发生区域温度明显高于机油碳化温度,同时沸腾换热对局部关键高热区影响可达15℃以上.为验证分析结果,分别测量了原方案和优化方案缸套顶部缸间温度,结果表明,考虑沸腾换热后缸间温度计算值与实测数据非常接近,采用优化方案后缸套顶部机油结焦问题得到排除. 展开更多
关键词 发动机 机油结焦 流固耦合 传热 沸腾
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柴油机流固耦合系统稳态传热数值仿真 被引量：13
5
作者 陈红岩 李迎 俞小莉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期56-60,共5页
建立活塞组缸套冷却水机体流固耦合传热系统,并利用有限元分析软件的流固耦合计算功能,把单个零件的传热外边界条件变成内边界,使得传热仿真更合理更简单。以某增压柴油机为例,用ANSYS软件对建立的三维流固耦合模型进行了稳态传热数值仿... 建立活塞组缸套冷却水机体流固耦合传热系统,并利用有限元分析软件的流固耦合计算功能,把单个零件的传热外边界条件变成内边界,使得传热仿真更合理更简单。以某增压柴油机为例,用ANSYS软件对建立的三维流固耦合模型进行了稳态传热数值仿真,得到了耦合系统的温度场和流场云图。活塞关键点温度的计算值和实验测量值对比表明用流固耦合方法模拟柴油机活塞组缸套冷却水机体之间的稳态传热是可行的,且仿真结果与实测数据吻合较好。 展开更多
关键词 柴油机 流固耦合 稳态传热 数值仿真
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高速大功率电机转子通风孔散热效率优化研究 被引量：15
6
作者 熊万里 徐光帅 +1 位作者 吕浪 蒋旭光 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第5期735-740,共6页
采用将转子与冷却气体流场实行分离的传统分析方法难以反映转子与冷却气流的热耦合作用,难以实现转子散热效率优化。提出基于流固耦合的高速大功率电机转子系统动态传热特性的分析方法,建立转子系统的流固耦合传热模型。利用建立的模型... 采用将转子与冷却气体流场实行分离的传统分析方法难以反映转子与冷却气流的热耦合作用,难以实现转子散热效率优化。提出基于流固耦合的高速大功率电机转子系统动态传热特性的分析方法,建立转子系统的流固耦合传热模型。利用建立的模型研究转速、冷却气流入口压力和速度,以及转子冷却孔分布、孔径和轴心距对转子温度场和散热效率的影响规律,提出了优化散热效率的具体途径。结果证明了所提出的计算方法和优化散热效率的具体措施的有效性。 展开更多
关键词 高速大功率电机 温度场 流固耦合 优化 CFD
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基于流固耦合的国-Ⅴ柴油机缸盖稳态传热研究 被引量：13
7
作者 方强 祖炳锋 +3 位作者 徐玉梁 王振 刘捷 刘猛 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期90-95,共6页
建立了某国-Ⅴ柴油机缸盖、缸垫和机体整机有限元模型,采用流固耦合方法对模型进行了温度场分析。首先通过专业软件AVL-Fire对缸内工作过程和冷却水套进行三维数值分析,取得燃烧传热边界和冷却水套传热边界;然后将计算得到的传热边界映... 建立了某国-Ⅴ柴油机缸盖、缸垫和机体整机有限元模型,采用流固耦合方法对模型进行了温度场分析。首先通过专业软件AVL-Fire对缸内工作过程和冷却水套进行三维数值分析,取得燃烧传热边界和冷却水套传热边界;然后将计算得到的传热边界映射至整机表面网格,利用有限元软件对整机模型进行求解。模拟结果表明:缸盖最高温度为236.9℃,低于该强化机型缸盖材料的极限温度,各缸火力面的温度分布差异在3℃范围内,同时结合边界条件的试验验证,表明缸盖的热负荷满足设计要求。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 缸盖 流固耦合 传热 有限元
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基于COMSOL的滑阀流固耦合共轭传热仿真研究 被引量：13
8
作者 陈晓明 冀宏 +3 位作者 张硕文 刘新强 杨旭博 崔腾霞 《液压与气动》 北大核心 2017年第5期35-40,共6页
液压滑阀在工作过程中常常因黏性加热而出现阀芯热卡紧现象,基于流固耦合共轭传热方法,运用COMSOL软件对滑阀内的热-流-固多物理耦合场进行数值计算。结果表明:高温主要集中在速度梯度较大的区域以及受高速油液冲刷的节流槽壁面,由此产... 液压滑阀在工作过程中常常因黏性加热而出现阀芯热卡紧现象,基于流固耦合共轭传热方法,运用COMSOL软件对滑阀内的热-流-固多物理耦合场进行数值计算。结果表明:高温主要集中在速度梯度较大的区域以及受高速油液冲刷的节流槽壁面,由此产生的阀芯节流槽区域径向不均匀环状凸起变形可能直接导致阀芯卡紧;阀芯最大径向热变形量可达1.31μm,位于节流槽矩形工作边处;黏温特性对滑阀内的黏性加热效应具有消极的影响,含气泡油液却与此相反,导热率与温度的线性关系对滑阀阀芯径向热变形也具有消极的影响;考虑以上因素并不改变滑阀内的温度场分布与热变形特征,而是使计算结果更加符合实际工况。 展开更多
关键词 滑阀 流固耦合 共轭传热 黏温特性 热变形
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基于多尺度多物理场的油浸式变压器流动-传热数值研究 被引量：12
9
作者 曾非同 关向雨 +2 位作者 黄以政 彭辉 潘瑞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期3436-3444,共9页
为改善油浸式变压器的性能,探索变压器内部温度场-流场的工作特性,该文提出基于涡流-温度-流场多物理场耦合方法,建立油浸式变压器内部流动-传热计算模型。该模型采用有限元差分法(FDM)计算变压器内涡流场;采用格子玻耳兹曼方法(LBM)计... 为改善油浸式变压器的性能,探索变压器内部温度场-流场的工作特性,该文提出基于涡流-温度-流场多物理场耦合方法,建立油浸式变压器内部流动-传热计算模型。该模型采用有限元差分法(FDM)计算变压器内涡流场;采用格子玻耳兹曼方法(LBM)计算变压器内温度-流场。该计算方法在宏观上以开尔文为单位通过传热学第一类边界条件实现了固-液边界传热;在介观上以无量纲的格子玻耳兹曼方法中分子分布函数为单位对变压器内铁心绕组固体域与绝缘油流体域进行温度传递与油流流动的计算,完成基于宏观-介观单位尺度变化的流-固温度耦合传热计算。在此基础上分析油浸式变压器内部温度场与流场的工作特性。为验证计算模型的有效性,该文设计变压器流动-传热模拟实验平台,进行正常工作状况下变压器模型的流动-传热实验。实验结果表明,该计算方法由于格子玻耳兹曼算法迭代前期需要扩散格子密度覆盖计算区域,计算迭代前期温升状况不明显,无法有效地拟合油浸式变压器内部温度场与流场工作特性;在计算方法迭代一定次数后,计算误差在5%以内,能有效地拟合变压器工作特性。该算法模型对开展预防油浸式变压器内部故障工作,减少油浸式变压器内部过热事故有着一定的工程意义。 展开更多
关键词 格子玻耳兹曼方法 油浸式变压器 流固耦合 温升计算 传热实验
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某16缸中速柴油机冷却水系统分析与优化 被引量：11
10
作者 陈思南 薛冬新 +1 位作者 周禛 崔艳伟 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期133-139,共7页
为了分析某柴油机冷却水套冷却性能,用CFX软件对整体冷却水系统进行绝热的三维流动模拟并对冷却效果最差的8#缸进行了气缸盖-冷却水套-气缸套的流固耦合传热仿真,获得了详细的速度场和温度场分布。模拟结果显示整体冷却水套大部分区域... 为了分析某柴油机冷却水套冷却性能,用CFX软件对整体冷却水系统进行绝热的三维流动模拟并对冷却效果最差的8#缸进行了气缸盖-冷却水套-气缸套的流固耦合传热仿真,获得了详细的速度场和温度场分布。模拟结果显示整体冷却水套大部分区域流速在0.5m/s以上,进排气门冷却环的流速最大,高温区域主要集中在气缸盖火力面、排气道侧和气缸套中部。在此基础上,提出了冷却水套的三种改进方案并进行比较,结果表明:方案3为最佳优化方案,其平均传热系数比原方案提高了30%以上。 展开更多
关键词 内燃机 冷却水套 CFD分析 流固耦合 传热 温度场
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燃烧室壁冲击-逆向对流-气膜冷却特性的数值研究 被引量：8
11
作者 李彬 吉洪湖 +1 位作者 江义军 李锋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期365-369,共5页
采用FLUENT软件对冲击-逆向对流-气膜冷却结构进行了流固耦合计算,得到了对流通道和气膜形成区流场、流体温度场以及固壁温度场分布,分析了该冷却结构内部复杂的流动和换热情况.计算研究目的是摸索一种火焰筒壁温的计算方法,以较好地获... 采用FLUENT软件对冲击-逆向对流-气膜冷却结构进行了流固耦合计算,得到了对流通道和气膜形成区流场、流体温度场以及固壁温度场分布,分析了该冷却结构内部复杂的流动和换热情况.计算研究目的是摸索一种火焰筒壁温的计算方法,以较好地获得火焰筒壁温分布.计算结果和试验结果进行了对比,两者有较好的吻合性.分析表明采用流固耦合计算获取冲击-逆向对流-气膜冷却结构的壁温分布是可行的. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 冷却 流固耦合 热传导 数值仿真
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汽车热管理系统共轭换热仿真 被引量：9
12
作者 肖国权 杨志刚 张万平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1733-1736,共4页
为考虑各部件间及相应物理场间的耦合关系,建立包含发动机尾气、排气管道及后处理设备的某轿车整车辐射与内外流固共轭换热模型,将流体与固体之间复杂的外边界条件变成相对简单的内边界。采用STAR-CD软件,选用高雷诺数的k-ε两方程湍流... 为考虑各部件间及相应物理场间的耦合关系,建立包含发动机尾气、排气管道及后处理设备的某轿车整车辐射与内外流固共轭换热模型,将流体与固体之间复杂的外边界条件变成相对简单的内边界。采用STAR-CD软件,选用高雷诺数的k-ε两方程湍流模型和标准壁面函数及共轭换热和DO辐射换热模型对轿车的热环境状况进行了三维稳态模拟,给出了发动机舱和排气系统及部件的温度分布情况,对比分析了排气系统各部件表面的平均温度和最高温度。结果表明:怠速工况下排气系统及底盘的热环境情况最为恶劣;满载爬坡工况发动机舱的热环境情况最为恶劣。 展开更多
关键词 热管理 流固耦合 辐射 共轭换热
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小型航空二冲程风冷发动机缸体流固耦合传热的仿真 被引量：9
13
作者 唐梓杰 丁水汀 杜发荣 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期42-47,共6页
以某小型航空二冲程风冷发动机为研究对象,结合风冷发动机缸体的传热特点和汽油机的燃烧规律并基于流固耦合理论,对风冷发动机缸体传热进行了模拟计算.根据耦合传热理论,将缸体与缸套的导热转化为系统内部边界条件进行简化处理,并将模... 以某小型航空二冲程风冷发动机为研究对象,结合风冷发动机缸体的传热特点和汽油机的燃烧规律并基于流固耦合理论,对风冷发动机缸体传热进行了模拟计算.根据耦合传热理论,将缸体与缸套的导热转化为系统内部边界条件进行简化处理,并将模拟计算的结果与地面试验结果相比较,证明了耦合传热方法在研究缸体热负荷方面的可靠性.在考虑飞行器整个飞行包线下的外界大气环境下,对风冷发动机在整个工作高度范围内缸体的传热仿真进行了模拟计算,为发动机缸体传热的进一步研究开发奠定了基础. 展开更多
关键词 二冲程 风冷发动机 流固耦合 传热 缸体
原文传递
矩形通道的流固耦合传热模拟 被引量：7
14
作者 毕树茂 刘昌文 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期78-82,103,共6页
针对带发热板的矩形通道,利用CFX程序对其进行流固耦合传热模拟,并对网格进行传热方面的敏感性分析,得到较好的网格尺度。最后,通过与直接添加表面热流密度模拟的对比,分析流固耦合传热模拟的好处。研究结果表明,流固耦合传热模拟能更... 针对带发热板的矩形通道,利用CFX程序对其进行流固耦合传热模拟,并对网格进行传热方面的敏感性分析,得到较好的网格尺度。最后,通过与直接添加表面热流密度模拟的对比,分析流固耦合传热模拟的好处。研究结果表明,流固耦合传热模拟能更准确地研究通道的薄弱环节,提高热工性能。 展开更多
关键词 矩形通道 流固耦合 传热 CFX程序 敏感性分析
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超高速弹丸气动热的数值模拟 被引量：7
15
作者 赵雄飞 吴国东 +1 位作者 王志军 徐永杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期108-110,共3页
为准确预测超高声速弹丸表面气动热及弹体内部温度和装药温度分布,在贴加一层防热材料的情况下,开展高超声速流场和结构温度场的耦合换热数值模拟,通过流固耦合交界面实现不同相间的热传递。计算得到了各个时刻弹丸表面温度以及弹丸内... 为准确预测超高声速弹丸表面气动热及弹体内部温度和装药温度分布,在贴加一层防热材料的情况下,开展高超声速流场和结构温度场的耦合换热数值模拟,通过流固耦合交界面实现不同相间的热传递。计算得到了各个时刻弹丸表面温度以及弹丸内部和装药的温度变化。研究表明,采用流固耦合方法模拟气动热问题,可以得到较为合理及实用的弹丸温度数据。 展开更多
关键词 气动热 流固耦合 热传递
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纯氢燃气轮机火焰筒肋化壁面换热特性数值模拟优化研究
16
作者 徐志浩 王永志 +3 位作者 梁祥辉 杭开祥 江宇 刘潇 《风机技术》 2024年第4期45-52,共8页
本文针对纯氢燃气轮机火焰筒肋化壁面对流换热冷却问题,采用流固耦合数值仿真计算方法,在现有火焰筒肋片结构基础上(肋高e=3mm,肋间距P=20mm),研究其余11种肋片设计方案(e=3~5mm,P-15~30mm)的流动换热特性和规律,进一步对现有火焰筒冷... 本文针对纯氢燃气轮机火焰筒肋化壁面对流换热冷却问题,采用流固耦合数值仿真计算方法,在现有火焰筒肋片结构基础上(肋高e=3mm,肋间距P=20mm),研究其余11种肋片设计方案(e=3~5mm,P-15~30mm)的流动换热特性和规律,进一步对现有火焰筒冷却结构进行优化。研究表明,肋高e=3mm、4mm时,增大肋间距,换热性能下降;肋高e=5mm时,增大肋间距,换热性能先减小再增大再减小。肋间距P-15mm、20mm时,肋高增加使得换热效果先增大后减少;肋间距P=25mm、30mm时,肋高增加换热效果增加;肋间高比Ple在3~5之间,换热效果最佳,综合分析得出,Ple=3.75时换热效果最好。与现有结构相比,肋高e=4mm,肋间距P=15mm时,对流强化换热系数增加2.6%,摩擦因子增加43%,平均壁温降低5.2%。 展开更多
关键词 纯氢燃气轮机 对流换热 流固耦合 肋化壁面 间高比 换热性能
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计及复杂换位结构的百万千瓦级汽轮发电机定子流固耦合传热研究
17
作者 边旭 孟雨鹏 +2 位作者 梁艳萍 王乃元 韩仰志 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期5328-5337,I0026,共11页
百万千瓦级汽轮发电机的定子绕组通常采用多根空、实心股线并绕的复杂编织换位结构,针对尺寸相差悬殊的复杂结构使得其定子流固耦合模型的数值求解存在网格数量多、容易出现奇异解的难点问题,该文提出三维区段式流固耦合网格划分方法,... 百万千瓦级汽轮发电机的定子绕组通常采用多根空、实心股线并绕的复杂编织换位结构,针对尺寸相差悬殊的复杂结构使得其定子流固耦合模型的数值求解存在网格数量多、容易出现奇异解的难点问题,该文提出三维区段式流固耦合网格划分方法,根据不同区段股线的结构及传热特点,通过非均匀网格划分方法大大降低求解模型的网格数量,实现计及复杂换位结构的定子流固耦合模型的数值求解,并通过一台124万kW水氢氢冷汽轮发电机的短路型式实验进行验证。在此基础上,提出定子绕组的新型交叉换位方法并与传统换位方法的温度进行对比,结果表明,新型交叉换位方法使定子绕组股线以及绝缘的温度分布更加均匀,并且能够有效降低定子绕组最高温度。 展开更多
关键词 百万千瓦级汽轮发电机 定子 复杂换位结构 流固耦合 传热
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天然气发动机气缸盖流固耦合传热研究 被引量：6
18
作者 黎苏 郑清平 +2 位作者 张坤鹏 刘国鹏 张少杰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期24-27,18,共5页
利用CFD计算软件对天然气发动机气缸盖及其冷却水套进行了三维流固耦合流动与传热数值模拟,得到了缸盖温度场和水套流场的信息并进行了分析评价;将计算结果与试验结果进行对比验证了模拟的准确性。根据计算发现的问题,提出了改变上水孔... 利用CFD计算软件对天然气发动机气缸盖及其冷却水套进行了三维流固耦合流动与传热数值模拟,得到了缸盖温度场和水套流场的信息并进行了分析评价;将计算结果与试验结果进行对比验证了模拟的准确性。根据计算发现的问题,提出了改变上水孔面积的改进措施,通过加大第5缸附近的水流量,减小第1、2缸附近的水流量,改善了冷却效果。 展开更多
关键词 天然气发动机 水套 气缸盖 流固耦合 传热 数值模拟
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不同截面肋柱-软尾结构单相流动传热比较
19
作者 谢磊 徐永生 林梅 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1787-1801,共15页
基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,利用动网格技术和重叠网格技术数值模拟研究了不同Reynolds数、截面形状以及长径比下的肋柱-软尾结构在通道中的双向流固耦合换热问题。模拟工况为:Reynolds数Re=200,275,351;肋柱截面形状:圆形和方形;... 基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,利用动网格技术和重叠网格技术数值模拟研究了不同Reynolds数、截面形状以及长径比下的肋柱-软尾结构在通道中的双向流固耦合换热问题。模拟工况为:Reynolds数Re=200,275,351;肋柱截面形状:圆形和方形;长径比k=2,3,4。研究表明:Re=275时圆形截面肋柱-软尾结构的流动换热综合能力优于方形截面结构,k=3时圆形截面肋柱-软尾结构的流动换热综合能力最佳,肋柱周围的局部换热能力方形截面结构好于圆形截面结构;k=3时,随着Reynolds数的增大,不同截面形状的肋柱-软尾结构的流动换热综合能力逐渐升高,并且高Reynolds数、高长径比的圆形截面综合流动换热能力最佳;与不加软尾肋柱结构的流动换热能力进行对比发现,对于圆形截面形状的肋柱结构,增加软尾后综合换热能力增大了19.46%。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉方法 动网格 数值模拟 弹性 层流 热流固耦合 强化换热
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基于蝶翅微结构的高速主轴冷却水套仿生热结构设计 被引量：2
20
作者 靳岚 李孟一 谢黎明 《机床与液压》 北大核心 2023年第12期73-81,共9页
内置电机作为高速电主轴的主要发热部件之一,在实际工况中,其发热量会影响电主轴的回转精度。为了提高电主轴冷却水套的冷却效率,以自然界中闪蝶翅膀微结构的几何模型、结构功能和位形关系等为参照,结合结构相似理论设计一种具有双层包... 内置电机作为高速电主轴的主要发热部件之一,在实际工况中,其发热量会影响电主轴的回转精度。为了提高电主轴冷却水套的冷却效率,以自然界中闪蝶翅膀微结构的几何模型、结构功能和位形关系等为参照,结合结构相似理论设计一种具有双层包覆性特点的新型蝶翅仿生冷却水套。基于流体动力学及热传导特性理论,对仿生冷却水套及原始螺旋冷却水套进行流固耦合及共轭传热特性的仿真对比分析。结果表明:当冷却水的雷诺数和强迫对流换热面积相同时,电主轴仿生冷却水套的冷却效率和流动特性均优于原始的螺旋冷却水套,其中内置电机的定子热边界面最高温度降低了8%~11%;仿生冷却水套的冷却水最大流速为0.328 m/s,出入口的最大压降是478.6 Pa,相较于螺旋水套在流动特性方面都有很好的提升,对冷却水套结构设计和高速电主轴驱动电机共轭传热提供了参考。 展开更多
关键词 高速电主轴 仿生蝶翅 冷却水套 流固耦合 共轭传热
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